package class202205.demo15.demo14.BinaryTree;

import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;

public class BinaryTree {
    //节点  定义
    static class TreeNode{
        public char val;//val阈，给定字符
        public TreeNode left;//左孩子的引用
        public TreeNode right;//右孩子的引用

        /**
         * 提供一个构造方法
         */
        public TreeNode(char val){
            this.val = val;//简单的赋值
        }
    }
    //加大难度  不用root；
    //public TreeNode root;//定义根节点

    /**
     * 手动创建一棵二叉树  然后返回这棵树的根节点
     */
    //加返回值TreeNode
    //public void createTree(){
    public TreeNode createTree(){
        TreeNode A = new TreeNode('A');
        TreeNode B = new TreeNode('B');
        TreeNode C = new TreeNode('C');
        TreeNode D = new TreeNode('D');
        TreeNode E = new TreeNode('E');
        TreeNode F = new TreeNode('F');
        TreeNode G = new TreeNode('G');
        TreeNode H = new TreeNode('H');

        A.left = B;
        A.right = C;
        B.left = D;
        B.right = E;
        C.left = F;
        C.right = G;
        E.right = H;

        //root = A;
        return A;
    }
    // 前序遍历
    void preOrder(TreeNode root){
        if (root == null) return;
        //不为空就先打印
        System.out.print(root.val+" ");
        //左树  递归root的左树、右树
        preOrder(root.left);//一直走左知道为null然后 return ； 走右 为null则return  继续
        preOrder(root.right);
    }
   /* *//**
     * 有返回值的前序遍历
     * 这是遍历思路
     * @param root
     *//*
        List<Character> ret = new ArrayList<>();
    public List<Character> preorderTraversal(TreeNode root){
        // List<Character> ret = new ArrayList<>();   如果放到递归里面  每次过来都new一个  最后只能存 根节点
        if (root == null) return ret;
        //System.out.print(root.val+" ");
        ret.add(root.val);
        //左树  递归root的左树、右树
        preorderTraversal(root.left);//一直走左知道为null然后 return ； 走右 为null则return  继续
        preorderTraversal(root.right);
        return ret;
    }*/

    /**
     * 子问题思路
     * 根放完放左再放右
     * @param root
     * @return
     */
    public List<Character> preorderTraversal(TreeNode root){
        List<Character> ret = new ArrayList<>();
        if (root == null) return ret;
        ret.add(root.val);
        //递归root的左,并接收
        List<Character> leftTree = preorderTraversal(root.left);
        ret.addAll(leftTree);
        List<Character> rightTree = preorderTraversal(root.right);
        ret.addAll(rightTree);
        return ret;
    }

    // 中序遍历
    void inOrder(TreeNode root){
        if (root == null) return;
        inOrder(root.left);//一直走左知道为null然后 return ； 走右 为null则return  继续
        //不为空就先打印
        System.out.print(root.val+" ");
        //左树  递归root的左树、右树
        inOrder(root.right);
    }

    /**
     * 子问题思路
     * @param root
     * @return
     */
    public List<Character> inorderTraversal(TreeNode root){
        List<Character> ret = new ArrayList<>();
        if (root == null) return ret;
        List<Character> leftTree = inorderTraversal(root.left);
        ret.addAll(leftTree);

        ret.add(root.val);

        //递归root的左,并接收
        List<Character> rightTree = inorderTraversal(root.right);
        ret.addAll(rightTree);
        return ret;
    }

    // 后序遍历
    void postOrder(TreeNode root){
        if (root == null) return;
        //左树  递归root的左树、右树
        postOrder(root.left);//一直走左知道为null然后 return ； 走右 为null则return  继续
        postOrder(root.right);
        //不为空就先打印
        System.out.print(root.val+" ");
    }

    /**
     * 子问题思路
     * @param root
     * @return
     */
    public List<Character> postorderTraversal(TreeNode root){
        List<Character> ret = new ArrayList<>();
        if (root == null) return ret;
        //递归root的左,并接收
        List<Character> leftTree = postorderTraversal(root.left);
        ret.addAll(leftTree);
        List<Character> rightTree = postorderTraversal(root.right);
        ret.addAll(rightTree);

        ret.add(root.val);

        return ret;
    }



    /**
     * 获取树中结点的个数
     * @param root
     * @return
     */
    //定义一个节点个数
    public static int nodeSize;

    void size(TreeNode root){
        if (root == null) return;
        nodeSize++;
        size(root.left);
        size(root.right);
    }

    /**
     * 获取结点的个数，子问题思路
     * @param root
     * @return
     */
    int size2(TreeNode root){
        if (root == null) return 0;
        return size2(root.left) + size2(root.right) + 1;
    }

    /**
     * 求叶子结点的个数，遍历思路
     * @param root
     * @return
     *//*
    //定义一个叶子节点个数
    public static int leafSize;
    void getLeafNodeCount1(TreeNode root){
        if (root == null) return;
        if (root.left == null && root.right == null){
            leafSize++;
        }
        getLeafNodeCount1(root.left);
        getLeafNodeCount1(root.right);
    }*/

    /**
     * 求叶子结点的个数，子问题思路
     * @param root
     * @return
     */
    int getLeafNodeCount2(TreeNode root){
        if (root == null) return 0;
        if (root.left == null && root.right == null){
            return 1;
        }
        return getLeafNodeCount2(root.left) + getLeafNodeCount2(root.right);
    }

    /**
     * 获取第K层节点的个数
     * @param root
     * @return
     */
    int getKLevelNodeCount1(TreeNode root,int k){
        if (root == null) return 0;
        if (k == 1) return 1;
        return getKLevelNodeCount1(root.left,k-1)
                + getKLevelNodeCount1(root.right,k-1);
    }

    /**
     * 求二叉树的高度
     * @param root
     * @return
     */

    int getHeight(TreeNode root){
        if (root == null) return 0;
        int leftH = getHeight(root.left);
        int rightH = getHeight(root.right);
        return leftH > rightH? leftH + 1 : rightH + 1;
    }

    /**
     * 检测值为value的元素是否存在
     * @param root
     * @param val
     * @return
     */
    TreeNode find(TreeNode root, char val){
        if (root == null) return null;
        if (root.val == val) return root;
        TreeNode ret = find(root.left,val);
        if (ret != null){
            return ret;
        }
        ret = find(root.right,val);
        if (ret != null){
            return ret;
        }
        return null;
    }

    /**
     * 层序遍历
     * @param root
     */
    void levelOrder(TreeNode root){
        if (root == null) return;
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        while (!queue.isEmpty()){
            TreeNode cur = queue.poll();
            System.out.print(cur.val+ " ");
            if (cur.left!= null){
                queue.offer(cur.left);
            }
            if (cur.right!=null){
                queue.offer(cur.right);
            }
        }
    }

    /**
     * 层序遍历,OJ解法
     * @param root
     *//*
    public List<List<Integer>> levelOrder2(TreeNode root){
        List<List<Integer>> ret = new ArrayList<>();
        if (root == null) return ret;
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        while (!queue.isEmpty()){
            int size = queue.size();
            List<Integer> list = new ArrayList<>();
            while (size!=0){
                TreeNode cur = queue.poll();
                list.add(cur.val);
                size--;
                if (cur.left!= null){
                    queue.offer(cur.left);
                }
                if (cur.right!=null){
                    queue.offer(cur.right);
                }
            }
            ret.add(list) ;
        }
        return ret;
    }*/

    /**
     * 判断一棵树是不是完全二叉树
     * @param root
     * @return
     */
    boolean isCompleteTree(TreeNode root){
        if (root == null) return false;
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);//走到这里二叉树不为空，把根扔进去
        //队列中弹出一个，把左右带进来
        while (!queue.isEmpty()){
            TreeNode cur = queue.poll();  //弹出去的元素给cur
            if (cur != null){  //弹出去的不是  null  就把他的左右带进去
                queue.offer(cur.left);
                queue.offer(cur.right);
            }else {
                break;
            }
        }
        //走到这里，说明队列里退出来了null，需要判断队列里面是否为空，一个一个判断用while

        //第二次队列判断，队列中是否存在非空的元素
        while (!queue.isEmpty()){
            //判断栈顶元素是否为null
            TreeNode cur = queue.peek();
            if (queue.peek() == null){
                queue.poll();//如果栈顶是null，则弹出去
            }else {
                return false;
            }
        }
       return true;
    }

    /**
     * 判断两棵树是不是相同的树
     * 给你两棵二叉树的根节点 p 和 q ，编写一个函数来检验这两棵树是否相同。
     * 如果两个树在结构上相同，并且节点具有相同的值，则认为它们是相同的。
     * 时间复杂度O(min(n,m))
     * @param p
     * @param q
     * @return
     */
    public boolean isSameTree(TreeNode p, TreeNode q) {
        if(p == null && q != null) return false;
        if(p != null && q == null) return false;
        //要么两个都为空，要么两个都不为空
        if(p == null && q == null) return true;
        //两个都不为空
        if (p.val!=q.val) return false;
        //走到这里，两个都不为空且p  q值一样
       return isSameTree(p.left,q.left)&&isSameTree(p.right,q.right);
    }

    /**
     * 另一棵树的子树
     * 给你两棵二叉树 root 和 subRoot 。检验 root 中是否包含和 subRoot 具有相同结构和节点值的子树。如果存在，返回 true ；否则，返回 false 。
     * 二叉树 tree 的一棵子树包括 tree 的某个节点和这个节点的所有后代节点。tree 也可以看做它自身的一棵子树。
     * 来源：力扣（LeetCode）
     * 链接：https://leetcode.cn/problems/subtree-of-another-tree
     * 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。
     * @param root
     * @param subRoot
     * @return
     */
    public boolean isSubtree(TreeNode root, TreeNode subRoot) {
        if (root == null) return false;
        if (isSameTree(root,subRoot)) return true;
        if (isSameTree(root.left,subRoot)) return true;
        if (isSameTree(root.right,subRoot)) return true;
        return false;
    }

    /**
     * 给定一个二叉树，判断它是否是高度平衡的二叉树。
     * 本题中，一棵高度平衡二叉树定义为：
     * 一个二叉树每个节点 的左右两个子树的高度差的绝对值不超过 1
     * 时间复杂度为O(n^2)
     * @param root
     * @return
     */
    public boolean isBalanced(TreeNode root) {
        if (root == null) return true;
        int leftH = getHeight(root.left);
        int rightH = getHeight(root.right);

        return Math.abs(leftH-rightH) <= 1 &&
                isBalanced(root.left) &&
                isBalanced(root.right);
    }

    /**
     * 给你一个二叉树的根节点 root ， 检查它是否轴对称。
     * @return
     */

    public boolean isSymmetricChild(TreeNode leftTree,TreeNode rightTree){
        if (leftTree != null && rightTree == null) return false;
        if (leftTree == null && rightTree != null) return false;
        if (leftTree == null && rightTree == null) return true;

        if (leftTree.val != rightTree.val) return false;

        return isSymmetricChild(leftTree.left,rightTree.right) &&
                isSymmetricChild(leftTree.right,rightTree.left);
    }


    public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
        if (root == null) return true;
        return isSymmetricChild(root.left,root.right);
    }



}
